JP2003115810A - パケット受信装置 - Google Patents

パケット受信装置

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JP2003115810A
JP2003115810A JP2002270389A JP2002270389A JP2003115810A JP 2003115810 A JP2003115810 A JP 2003115810A JP 2002270389 A JP2002270389 A JP 2002270389A JP 2002270389 A JP2002270389 A JP 2002270389A JP 2003115810 A JP2003115810 A JP 2003115810A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 P1394シリアルバスで伝送された複数プ
ログラムのMPEGのトランスポートストリームを受信
して再生する際に、単一のPLLと単一のFIFOを備
えた受信装置でデコードを行う。 【解決手段】 P1394インターフェイス2で受信し
たパケットはFIFO9に蓄積される。PCR抽出回路
4はP1394インターフェイス2で受信したパケット
からPCRを抽出する。同様に、シンクタイム抽出回路
5はシンクタイムtsを、DBN抽出回路8はDBNを
抽出する。そして、これらの抽出した情報を基にデコー
ダ12を動作させるためのPLL13の出力位相を調整
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、IEEE−P13
94に準拠した通信制御バス(以下「P1394シリア
ルバス」という。)を用いて、MPEGのトランスポー
トストリームが多重化されたパケットを受信、再生する
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、P1394シリアルバスにより複
数の機器を接続し、これらの機器間で通信を行うシステ
ムが考えられている。
【0003】図5にこのようなシステムの例を示す。こ
のシステムは3台のデジタルビデオテープレコーダ(V
TR1〜3)、1台のデジタルカムコーダ(CAM)、
及び1台のデジタルテレビジョン受信機(TV1)を備
えている。そして、各機器の間はP1394シリアルバ
スのケーブルにより接続されている。各機器はP139
4シリアルバスのケーブルから入力される情報信号及び
制御信号を中継する機能を持っているので、この通信シ
ステムは各機器が共通のP1394シリアルバスに接続
されている通信システムと等価である。
【0004】バスを共有している機器におけるデータ伝
送は、図6のように所定の通信サイクル(例えば125
μsec)毎に時分割多重によって行われる。バス上に
おける通信サイクルの管理はサイクルマスターと呼ばれ
る所定の機器により行われ、サイクルマスターが通信サ
イクルの開始時であることを示す同期パケット(サイク
ルスタートパケット)をバス上の他の機器へ伝送するこ
とによってその通信サイクルにおけるデータ伝送が開始
される。なお、サイクルマスターはP1394シリアル
バスに各機器を接続して通信システムを構成すると、I
EEE−P1394で規定する手法により自動的に決定
される。
【0005】一通信サイクル中におけるデータ伝送の形
態は、ビデオデータやオーディオデータなどの同期型
(Isochronous)データと、接続制御コマン
ド等の非同期型(Asynchronous)データの
2種類である。そして、同期型データパケットが非同期
型データパケットより先に伝送される。同期型データパ
ケットそれぞれにチャンネル番号1,2,3 ,・・・N
を付けることにより、複数の同期型データを区別するこ
とができる。送信すべき全てのチャンネルの同期型デー
タパケットの送信が終了した後、次のサイクルスタート
パケットまでの期間が非同期型データパケットの伝送に
使用される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように構成された
通信システムにおいて、1つのチャンネルの同期型デー
タパケット内に複数プログラムのMPEGのトランスポ
ートパケットを多重化して伝送することを考える。
【0007】MPEGのトランスポートパケットは、図
7に示すように、188バイトの長さを持ち、リンクヘ
ッダー、アダプテーションヘッダー、及びペイロード
(データ部)から構成されている。そして、リンクヘッ
ダーにはプログラムIDが設けられている。また、アダ
プテーションヘッダーは、その先頭から2バイト目から
Program Clock Reference(以下
「PCR」と略す。)が設けられている。
【0008】プログラムIDはプログラムを識別するコ
ードであり、PCRは1つのチャンネルの同期型データ
パケット内に複数プログラムのMPEGのトランスポー
トパケットのストリーム(以下「トランスポートパケッ
トのストリーム」を「トランスポートストリーム」とい
う。)を多重化して伝送する場合に、受信側において各
プログラムのデータを抽出する時間の基準(タイムベー
ス)となるものである。受信側では、所望のプログラム
を受信したい場合には、P1394シリアルバスを経て
受信した同期型データパケットからMPEGのトランス
ポートストリームを作成し、そのトランスポートストリ
ームから所望のプログラムに対応するPCRを読み出
し、MPEGデコーダへ供給する27MHzのクロック
信号を生成するPLLをロックする。
【0009】しかし、この方法ではトランスポートスト
リームを読み出すためのクロック信号を作成するための
PLLと、デコーダに出力する27MHzのクロック信
号を作成するためのPLLの、計2個のPLLが必要で
あるという問題点があった。
【0010】また、受信した同期型データパケットから
トランスポートストリームを作り出すためのFIFO
と、トランスポートストリームのタイミングとデコーダ
がデータを読み込むタイミングの差を吸収するためのF
IFOの、計2個のFIFOが必要であるという問題点
があった。
【0011】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであって、単一のPLLと単一のFI
FOにより、複数のプログラムが多重化されたMPEG
のトランスポートストリームをデコードできるパケット
受信装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、所定のフォーマットにコード化されたデ
ータのストリームが多重化されたパケットを受信してデ
コードする装置において、受信したパケットを書き込む
タイミングと、前記コード化されたデータのデコーダが
データを読み込むタイミングとの差を吸収するための一
時蓄積手段と、受信したパケットから基準信号を抽出す
る基準信号抽出手段と、受信したパケットに定期的に付
加されるストリーム中の絶対時刻で示されるデータ位置
を示す時刻と、前記時刻から前記基準信号までの時間差
とを加算し、所定周期で一周する時刻と比較することに
より、受信側の基準信号を作成する基準信号作成手段
と、前記送信側の基準信号と前記受信側の基準信号を減
算することにより、前記デコーダを動作させるための基
準となるクロック信号を作成するクロック生成手段とを
備えることを特徴とする。
【0013】また、本発明は、MPEGトランスポート
ストリームが多重化されたパケットを受信してデコード
する装置において、受信したパケットを書き込むタイミ
ングと、前記MPEGのデコーダがデータを読み込むタ
イミングとの差を吸収するためのFIFOと、受信した
パケットから送信側のPCR(Program Clock Referenc
e)を抽出するPCR抽出手段と、受信したパケットに
定期的に付加されるシンクタイムと、前記パケットに定
期的に付加されるシンクタイムからPCRまでの時間差
とを加算し、サイクルタイマーと比較することにより、
受信側のPCRを作成するPCR作成手段と、前記送信
側のPCRと前記受信側のPCRを減算することによ
り、前記デコーダを動作させるための基準となるクロッ
ク信号を生成するPLLとを備えることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に5個のプログラムが多重化
された19.3MHzのトランスポートストリームをP
1394シリアルバスの同期型データパケットで伝送
し、それを受信し、受信したトランスポートストリーム
の中から指定された一つのプログラムを抽出し、NTS
C方式のビデオ信号に変換して出力する実施の形態につ
いて、〔1〕送信側のタイミング、〔2〕受信側のタイ
ミング、〔3〕受信装置、〔4〕受信装置の変形例の順
で説明をする。
【0015】〔1〕送信側のタイミングまず図1を参照
しながら送信側のタイミングについて説明する。この図
で、(a)は入力されるトランスポートストリーム、
(b)はデータブロック番号(詳細は後述する。以下
「DBN」という。)、(c)は送信されるパケットを
示す。
【0016】P1394シリアルバスでは、図1に示す
ように125μs毎にパケットを出力する。入力された
トランスポートストリームはこの125μs単位でパケ
ット化され伝送される。ここでは、期間T1で送信装置
のFIFO(図示せず)に書かれたトランスポートスト
リームはパケットP1として、期間T2で書かれたトラ
ンスポートストリームはパケットP2として伝送され
る。
【0017】P1394シリアルバスでは通常、1クア
ドレット(32ビット)単位でデータを伝送した方が都
合が良いので、入力されたトランスポートストリームを
送信装置内のシリアル/パラレル変換器によって、1ク
アドレットのパラレルデータに変換する。図1(a)の
トランスポートストリームは1クアドレット単位のパラ
レルデータになった後の状態を示している。
【0018】P1394シリアルバスで伝送される全て
のパケットには、パケット長とDBNが付与されてい
る。この実施の形態では、入力されるトランスポートス
トリームを仮想的に一定の周期で繰り返すビット列の集
合と考え、すなわち現実には一定の周期を持っていない
か他の周期で繰り返しているトランスポートストリーム
を一定の周期で繰り返しているビット列の集合とみな
し、仮想的にフレーミングをしている。このフレーミン
グを行うために、入力されるトランスポートストリーム
のビットレートと同じ速度で動作するカウンタを用いて
いる。このカウンタの出力値が図1の(b)に示すDB
Nである。DBNとは各パケットの最初に書かれてい
る、クアドレットをカウントしている、カウンタの出力
値である。
【0019】また、パケットにはシンクタイム(Syn
c Time)が付与されているものと、されていない
ものがある。これは、そのパケットで伝送されるデータ
の中に、DBNが0のデータが含まれるかどうかに依存
する。シンクタイムとはDBNが0の時の、P1394
のサイクルタイマーが示す時刻のことである。このサイ
クルタイマーは、各機器内に設けられており、所定の周
期(例、128秒)で一周する時刻を持っている。
【0020】送信側と受信側のクロック信号は独立して
おり、同期をしていないため、クロック信号の誤差が累
積し、送信側でビットストリームをFIFOに書き込む
速度と、受信側でビットストリームをFIFOから読み
出す速度が少しずつずれてくる。これを調節するための
情報としてシンクタイムを用いる。
【0021】シンクタイムは一つのパケット中に一つし
か存在できない。したがって、フレーミングを行うため
のカウンタはP1394の周期(125μs)よりも長
くなくてはならない。この実施の形態では一周期の長さ
がほぼ167μsのカウンタ、例えば600kHzのク
ロック信号を100カウントしたら一周するカウンタを
用いた。
【0022】図1の周期T1ではDBNが0になってい
るので、パケットP1にはシンクタイムが付与されてい
る。同様に、周期T3中にもDBNが0になるので、パ
ケットP3にはシンクタイムが付与されている。しか
し、周期TではDBNが0にならないので、パケットP
2にはシンクタイムは含まれていない。
【0023】〔2〕受信側のタイミング次に図2を参照
しながら受信側のタイミングについて説明をする。この
図で、(a)は受信したパケット、(b)は仮想トラン
スポートストリーム、(c)DBNを出力するためのカ
ウンタの出力値、(d)パケットカウンタの出力値を示
す。なお、ここで(a),(c),(d)は時間軸方向
に関連があるが、(b)は関連がない。
【0024】受信側にもDBNを出力するためのカウン
タ(以下「DBNカウンタ」という。)と、受信したパ
ケット中のトランスポートパケットの位置を示すための
カウンタがある。これらのカウンタの出力がそれぞれ図
2(c)と(d)である。
【0025】パケットが受信されると、パケット中から
データが1クアドレット読み出される毎にDBNとパケ
ットカウンタの出力値が1ずつ増加する。DBNは周期
が100なので99の次は0になる。また、パケットカ
ウンタの出力値は46の次に0になる。これはトランス
ポートパケットの長さが47クアドレット(188バイ
ト)とMPEGが規定していることによる。
【0026】受信したパケットからDBNが読み出され
ると、DBNカウンタの出力値はパケット中に書かれて
いるDBNに強制的に合わせられる。図2のパケットP
4にはDBN=99が書かれているので、DBNカウン
タは強制的に99に合わせられる。正常に動作していれ
ばDBNカウンタの出力値は、パケットP4のDBNを
受け取った時点では99の筈である。
【0027】受信側では、これらDBNカウンタの出力
値とパケットカウンタの出力値とシンクタイムとを用い
て、前記したPCRを再生すべき時刻を求め、送信側と
同じ27MHzのクロック信号を再現する。この方法を
以下に示す。
【0028】まず、トランスポートストリームのプログ
ラムIDを読み、現在、読み出しているプログラムが指
定されたプログラムかどうかを調べる。もし、指定され
たプログラムであったら、パケットカウンタの出力値が
1の所のDBNの値を読む。1の所を読む理由は、図7
に示したように、PCRがトランスポートパケットの2
クアドレット目に書き込まれているからである。
【0029】この時のDBNカウンタの値は、受信した
パケットに書かれていたシンクタイムからのクアドレッ
ト数である。したがって、この数にトランスポートスト
リームと同期したクロック信号の一周期の長さを乗ずれ
ば、シンクタイムが示す時刻からPCRまでの時間を求
めることができる。さらに、この時間をP1394の基
準クロック信号である24.576MHzでのクロック
数に換算し、その値をシンクタイムに加えることによっ
てPCRを再生すべき時刻を求めることができる。図2
(b)に示す仮想トランスポートストリームはその様子
を示したものである。なお、この仮想トランスポートス
トリームは、説明の便宜上記載したものであって、本受
信装置では、実際にトランスポートストリームを再生し
ない。
【0030】〔3〕受信装置次に図3を参照しながら受
信装置のブロック図の説明をする。なお、この受信装置
(前記した送信装置も同様)は例えば図5に示した通信
システムの場合、各機器の内部に設けられる。そして、
この受信装置の出力は、各機器のビデオデータ処理ブロ
ックへ送られる。
【0031】P1394シリアルバス1を介して伝送さ
れたパケットはP1394インターフェイス(以下「P
1394 I/F」という。)2で受信され、プログラ
ム抽出回路3、PCR抽出回路4、シンクタイム抽出回
路5、パケットカウンタ6、プログラムID抽出回路
7、DBN抽出回路8へ出力される。
【0032】プログラム抽出回路3はプログラムナンバ
ーPGNで指定されるプログラムを抽出し、FIFO9
に書き込む。FIFO9に書き込まれたプログラムはパ
ラレル/シリアル変換回路10でシリアルのビットスト
リームに変換された後、システムレイヤー処理ブロック
11へ出力され、MPEGのシステムレイヤーでの処理
が行われる。これによりビットストリームがデコーダ1
2にとって都合のよいフォーマットに変換される。
【0033】デコーダ12はPLL13から入力される
27MHzのクロック信号に同期してシステムレイヤー
処理ブロック11からデータを読み込み、NTSCエン
コーダ14へ出力し、NTSCエンコーダ14はNTS
C方式のビデオ信号をビデオデータ処理ブロックへ出力
する。
【0034】DBN抽出回路8はパケット中からDBN
を抽出し、DBNカウンタ15に出力する。DBNカウ
ンタ15は、DBN抽出回路8からDBNが入力される
と、その値がセットされ、それ以外の時はP1394
I/F2がデータを1クアドレット出力する毎にカウン
トアップをし、周期は100で動作する。
【0035】パケットカウンタ6は、受信したパケット
中のトランスポートストリームからプログラムナンバー
PGNで指定されるトランスポートパケットの現在のク
アドレット位置を、フレーム同期をとることによって出
力している。
【0036】比較回路16ではパケットカウンタ6の値
が1で、プログラムID抽出回路7の出力値がプログラ
ムナンバーPGNと同じになったら、ラッチ17に出力
をする。前記したように、プログラムIDは各トランス
ポートパケット毎に付与されている、プログラム毎に付
けられた固有の値である。
【0037】ラッチ17では比較回路16から入力があ
ると、その時のDBNカウンタ15の出力値をラッチ
し、計算回路18に出力をする。この時のDBNは受信
したパケットに書かれていたシンクタイムが示す時刻か
らPCRまでのクアドレット数である。
【0038】計算回路18ではこの値にトランスポート
ストリームと同期したクロック信号の一周期である52
nsを乗じ、P1394の基準クロック信号である2
4.576MHzの一周期である41nsで割り、PC
Rまでの時間をP1394でのクロック数に換算する。
【0039】一方シンクタイム抽出回路5はトランスポ
ートパケットからシンクタイムtsを抽出し、加算器1
9へ出力する。加算器19はシンクタイムtsに所定の
遅延時間tdを加算し、その結果を加算器20へ出力す
る。遅延時間tdを加える理由は、パケットに書かれて
いるシンクタイムの時刻は送信側の時刻であり、受信側
でパケットが受信され、そのパケットに書かれたデータ
がビットストリームとして読みだされた時には、パケッ
トのジッタΔT等の要因でシンクタイムの時刻を過ぎて
いるからである。なお、このジッタはP1394シリア
ルバスの仕様上生ずるものである。
【0040】加算器20は加算器19の出力と計算回路
18の出力とを加算し、比較回路21へ出力する。比較
回路21ではサイクルタイマー22と加算器20が出力
した値とを比較し、同じ値になったらラッチ23、24
に出力をする。
【0041】PCR抽出回路4はトランスポートパケッ
トの2クアドレット目に入っているPCRを抽出する。
そして、比較回路21の出力によりPCR抽出回路4で
抽出されたPCRがラッチ23でラッチされ、カウンタ
25の出力がラッチ24でラッチされる。カウンタ25
はPLL13が出力する27MHzのクロック信号で動
作し、送信側で生成したPCRと同じアルゴリズムで動
作する。
【0042】減算回路26ではラッチ23からの入力値
とラッチ24からの入力値の差を求め、その差分をPL
L13へ出力する。ここで、ラッチ23にラッチされる
のは送信側で作成されたPCRである。一方ラッチ24
にラッチされるのは受信側のカウンタ25が作成したP
CRである。PLL13は、減算回路26の出力に応じ
て出力クロック信号の位相を調節し、ラッチ24の出力
がラッチ23の出力と同じになるようにする。これらの
処理により、受信側のカウンタで作成したPCRの位相
を送信側で作成したPCRの位相に合わせることができ
るので、PLL13のクロック信号を送信側のクロック
信号に対して同期を確立することができる。
【0043】〔4〕受信装置の変形例次に図4を参照し
ながら受信装置の変形例について説明する。ここでは図
3と異なる部分のみ説明する。
【0044】ラッチ31の入力は、図3のラッチ17と
同じDBNカウンタ15の出力と比較回路16の出力で
ある。ラッチ31は、ラッチした値を比較回路32へ出
力すると共にラッチしたタイミングでカウンタ34,3
5をリセットする。
【0045】カウンタ34はMPEGのトランスポート
ストリームと同期した19.3MHzのクロック信号で
カウントアップし、カウンタ35はP1394のクロッ
ク信号である24.576MHzのクロック信号でカウ
ントアップする。
【0046】比較回路32はカウンタ34の出力とラッ
チ31の出力が一致したら、ラッチ33へ信号を出力
し、ラッチ33はその時のカウンタ35の出力値をラッ
チする。この結果、ラッチ33の出力は図3の計算回路
18の出力と等しくなる。
【0047】この変形例によれば、図3の計算回路18
における計算が簡単なハードウェアで実現できる。ま
た、送信側で特定のプログラムのみを選択して送信した
場合でも対応が可能である。
【0048】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明で
は、所定のフォーマットにコード化されたデータのスト
リームが多重化されたパケットを受信してデコードする
装置において、受信したパケットを書き込むタイミング
と、前記コード化されたデータのデコーダがデータを読
み込むタイミングとの差を一時蓄積手段により吸収し、
受信したパケットから基準信号を基準信号抽出手段によ
り抽出し、基準信号作成手段において、受信したパケッ
トに定期的に付加されるストリーム中の絶対時刻で示さ
れるデータ位置を示す時刻と、前記時刻から前記基準信
号までの時間差とを加算し、所定周期で一周する時刻と
比較することにより、受信側の基準信号を作成して、ク
ロック生成手段おいて、前記送信側の基準信号と前記受
信側の基準信号を減算することにより、前記デコーダを
動作させるための基準となるクロック信号を作成する。
【0049】したがって、本発明によれば、所定のフォ
ーマットにコード化されたデータのストリームを再生す
ることなく、基準信号を読み出し、デコーダを動作させ
るためのクロック信号を生成することができる。
【0050】例えばP1394シリアルバスを用いて伝
送されたMPEGのトランスポートストリームから、受
信側でトランスポートストリームを再生することなく、
PCRを読み出し、デコーダを動作させるための27M
Hz のクロック信号を生成することができる。
【0051】また、本発明によれば、送信側で所定のフ
ォーマットにコード化されたデータのストリームが多重
化されたパケットの受信とデータのデコードを単一の一
時蓄積手段とPLLとを有する受信装置により実現する
ことができる。
【0052】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における送信側の信号のタ
イミングの一例を説明する図である。
【図2】本発明の実施の形態における受信側の信号のタ
イミングの一例を説明する図である。
【図3】本発明における受信装置の一例を示すブロック
図である。
【図4】本発明における受信装置の変形例を示すブロッ
ク図である。
【図5】P1394シリアルバスを用いた通信システム
の一例を示す図である。
【図6】P1394シリアルバスにおける通信サイクル
の一例を示す図である。
【図7】MPEGのトランスポートパケットを示す図で
ある。
【符号の説明】
P1〜P4…パケット、1…P1394シリアルバス,
5…シンクタイム抽出回路、6…パケットカウンタ、7
…プログラムID抽出回路、8…DBN抽出回路、9…
FIFO、12…デコーダ、13…PLL、15…DB
Nカウンタ、16,32…比較回路、17,31,33
…ラッチ、18…計算回路、19,20…加算器、3
4,35…カウンタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定のフォーマットにコード化されたデ
    ータのストリームが多重化されたパケットを受信してデ
    コードする装置において、 受信したパケットを書き込むタイミングと、前記コード
    化されたデータのデコーダがデータを読み込むタイミン
    グとの差を吸収するための一時蓄積手段と、受信したパ
    ケットから基準信号を抽出する基準信号抽出手段と、 受信したパケットに定期的に付加されるストリーム中の
    絶対時刻で示されるデータ位置を示す時刻と、前記時刻
    から前記基準信号までの時間差とを加算し、所定周期で
    一周する時刻と比較することにより、受信側の基準信号
    を作成する基準信号作成手段と、 前記送信側の基準信号と前記受信側の基準信号を減算す
    ることにより、前記デコーダを動作させるための基準と
    なるクロック信号を作成するクロック生成手段とを備え
    ることを特徴とするパケット受信装置。
  2. 【請求項2】 MPEGトランスポートストリームが多
    重化されたパケットを受信してデコードする装置におい
    て、 受信したパケットを書き込むタイミングと、前記MPE
    Gのデコーダがデータを読み込むタイミングとの差を吸
    収するためのFIFOと、 受信したパケットから送信側のPCR(Program Clock
    Reference)を抽出するPCR抽出手段と、 受信したパケットに定期的に付加されるシンクタイム
    と、前記パケットに定期的に付加されるシンクタイムか
    らPCRまでの時間差とを加算し、サイクルタイマーと
    比較することにより、受信側のPCRを作成するPCR
    作成手段と、 前記送信側のPCRと前記受信側のPCRを減算するこ
    とにより、前記デコーダを動作させるための基準となる
    クロック信号を生成するPLLとを備えることを特徴と
    するパケット受信装置。
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